Cultivo e crescimento de microorganismos

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Cultivo e Crescimento microbiano 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 
Aula teórica 
Microrganismos que se dividem por fissão → 
aumento do número de indivíduos 
 
• Fungos filamentosos – aumento da massa 
micelial 
Em microbiologia, o termo crescimento refere-se ao 
aumento do número de células e não ao aumento 
das dimensões celulares. 
Fatores necessários para o crescimento 
1) Fatores físicos: 
a) Temperatura 
 
 
 
Fatores necessários para o crescimento 
1) Fatores físicos: 
b) pH 
Bactérias: crescem melhor em condições 
de neutralidade (entre pH 6,5 e 7,5). 
Poucas bactérias são capazes de crescer 
em pH ácido, como pH 4,0. Exceção: 
bactérias acidófilas. 
 
Fungos filamentos e leveduras: valores 
ótimos de pH entre 5 e 6. 
 
 
Fatores necessários para o crescimento 
1) Fatores físicos: 
c) Pressão Osmótica 
Solução com [ ] de solutos superior 
àquela do interior da célula (hipertônica) 
ocorrerá a passagem da água de dentro 
da célula, por meio da membrana 
plasmática, para o meio de alta [ ] 
 
 plasmólise 
 
Importância na conservação dos alimentos 
Fatores necessários para o crescimento 
1) Fatores químicos: 
 
 
 
* Carbono 
 
 Compostos orgânicos (heterotróficos): 
 - Carboidratos 
 - Lipídeos 
 - Proteínas 
 
 Deles se obtém energia e unidades básicas para o 
crescimento celular. 
 Utilização de CO2 (microrganismos autotróficos) 
 É a forma mais oxidada do carbono, assim a fonte de 
energia provém da luz. 
 Nitrogênio, fósforo e enxofre 
Síntese de aminoácidos e proteínas 
Síntese de DNA e RNA 
Síntese de ATP 
Composição de vitaminas – tiamina e biotina 
 
 Obtenção do nitrogênio 
Decomposição matéria orgânica protéica 
Íons amônia (NH4) 
Nitratos 
Fixação do nitrogênio - alguns microrganismos são 
capazes de absorver nitrogênio atmosférico 
Ex.: Rhizobium e Bradyrhizobium 
 
• Hidrogênio 
 
- Principal elemento dos compostos orgânicos e de 
diversos inorgânicos (água, sais e gases) 
 
• Função do H: 
– Manutenção do pH; 
– Formação de ligações de H entre moléculas; 
– Serve como uma fonte de energia nas reações de 
oxirredução da respiração. 
• P – Síntese de ácidos nucléicos, ATP; 
• S – Estabilidade de aminoácidos, componente de 
vitaminas; 
• K – Atividade de enzimas; 
• Mg – Estabilidade dos ribossomos; 
• Ca – Estabilidade da parede celular; 
• Na – Requerido por microrganismos marinhos; 
• Fe – Papel-chave na respiração, componente dos 
citocromos e das proteínas envolvidas no transporte de 
elétrons. 
Outros nutrientes: 
 
 Zn, Cu, Mn, Co, Mo e B 
 
► Exercem função estrutural em várias enzimas; 
 - Nem sempre sua adição é necessária; 
 - Meios sintéticos com compostos de alto grau de 
pureza e água ultra pura podem apresentar 
deficiências desses elementos. 
MICRONUTRIENTES 
Oxigênio 
Aeróbios estritos ou obrigatórios 
Anaeróbios facultativos 
Anaeróbios obrigatórios 
• Enzimas: superóxido desmutase, 
catalase, peroxidase 
Anaeróbios aerotolerantes 
Microaerófilas 
 
MEIOS DE CULTURA 
Meio de cultura: material nutriente preparado 
no laboratório para o crescimento de 
microorganismos. 
O preparo do meio de cultura deve levar em 
consideração: 
 
• Necessidades nutricionais do microorganismo; 
• pH ajustado, quantidade específica de O2... 
• O meio deverá inicialmente ser estéril. 
MEIO QUIMICAMENTE DEFINIDO 
• É aquele em que a composição química exata 
é conhecida. 
Ex: Meio quimicamente definido para o crescimento 
de uma bactéria quimioautotrófica típica como E. coli 
Componente Quantidade 
Glicose 5,0 g 
Fosfato de amônia monobásico 1,0 g 
Cloreto de sódio 5,0 g 
Sulfato de magnésio 0,2 g 
Fosfato de potássio dibásico 1,0 g 
Água 1 litro 
MEIO COMPLEXO 
• São compostos de nutrientes como extratos de 
levedura, de carne ou de plantas. 
• Exemplo: BDA 
Meios de cultura mínimos ou basais 
•São meios onde somente são fornecidos elementos químicos 
necessários ao microrganismo. 
 
•Nesses meios somente são encontrados uma única fonte de 
carbono (geralmente glicose), de nitrogênio (sais de amônio ou 
nitratos), de fósforo, etc. e não são detectados fatores de 
crescimento, aminoácidos ou vitaminas. 
Meios com finalidades especiais são meios que fornecem 
informações especiais sobre os microrganismos: 
Meios seletivos – são desenvolvidos para promover o 
crescimento de determinados microrganismos em 
detrimento de outros, que também se encontram na 
amostra em questão. 
A prática mais comum é a incorporação de substâncias 
tais como antibióticos ou inibidores que propiciam tal 
seleção. 
Ex.: Agar sulfito de bismuto: meio de cultura seletivo 
para Salmonella typhi – inibe o crescimento de 
bactérias gram- positivas, como também da maioria 
das gram-negativas presentes no trato intestinal. 
Meios com finalidades especiais são meios que fornecem 
informações especiais sobre os microrganismos: 
Meios diferenciais – são desenvolvidos para facilitar a 
separação de espécies de microrganismos que porventura 
estejam colonizando um mesmo local. Esses meios 
permitem a obtenção de colônias com características 
fenotípicas diferenciadas (morfologia, coloração, etc), de 
acordo com o processamento de agentes cromogênicos ou 
açúcares e indicadores incorporados ao meio. 
Ex: meio agar-sangue, utilizado para a identificação 
de bactérias capazes de destruir células sanguíneas 
(anel claro em torno da colônia) – Streptococcus 
pyogenes 
Meios com finalidades especiais são meios que fornecem 
informações especiais sobre os microrganismos: 
Em alguns casos, as características dos meios 
seletivos e diferenciais podem ser combinadas no 
mesmo meio de cultivo: 
Ex: Agar MacConkey: contém sais biliares e cristal 
violeta que são inibidores do crescimento de 
bactérias gram-positivas. O meio também contém 
lactose, permitindo diferenciar as bactérias gram-
negativas capazes de produzir ácido a partir do 
metabolismo da lactose daquelas que não capazes. 
São variações dos meios seletivos empregados para se 
estimular o crescimento de certos microrganismos exigentes 
e que encontram-se particularmente presentes em pequeno 
número numa amostra. 
Ex. Caldo enriquecido com 
Tioglicolato para Clostridium 
perfringens (causa intoxicação 
alimentar) 
MEIOS DE ENRIQUECIMENTO 
São os chamados meios redutores. Esses meios 
contém reagentes, como o tioglicolato de sódio, que 
é capaz de se combinar com o oxigênio dissolvido, 
eliminando este elemento do meio de cultura. 
MEIOS PARA CRESCIMENTO DE ANAERÓBIOS 
CRESCIMENTO DE CULTURAS BACTERIANAS 
A – alongamento 
da célula 
B – duplicação do 
material genético 
C – invaginação 
da parede 
D – separação 
das paredes 
E – separação das 
duas células-filhas 
DIVISÃO BACTERIANA 
FISSÃO BINÁRIA 
• Tempo de geração 
 
– Tempo necessário para uma célula se dividir e 
sua população dobrar de tamanho. 
– Maioria das bactérias: 1 a 3 horas. 
• Ex.: Escherichia coli – tempo de geração de 20min. 
– Dependente do organismo e das condições 
ambientais. 
FASES DO CRESCIMENTO 
Fase Lag: 
• Período em que ocorre pouca ou ausência de divisão 
celular, podendo durar uma hora ou até mesmo vários 
dias. 
• Período de intensa atividade metabólica, principalmente 
síntese de enzimas e moléculas variadas. 
Fase Log: 
• Alto processo de divisão;crescimento exponencial; é 
considerado o período de maior atividade metabólica da 
célula. 
Fase estacionária: 
• Diminuição da velocidade de divisão bacteriana; 
diminuição da atividade metabólica; ocorre o acúmulo de 
produtos de degradação, assim como mudanças no pH 
danosas para a célula. 
Fase de morte celular: 
• O número de células mortas excede o de células novas. 
Métodos para quantificar o 
crescimento microbiano 
1) Contagem em placa: 
 
• Neste método é essencial que somente um número 
limitado de colônias cresça em cada placa. Para isso, 
deve-se utilizar o método de diluição seriada para 
garantir que o número de colônias na placa permaneça 
na faixa desejada. 
2) Filtração: 
 
• Aplicado em regiões em que o número de bactérias se 
encontra muito pequeno, como lagos e fontes de água. 
• Consiste na passagem de um volume de 100 mL de 
água sobre a superfície de uma membrana de filtro de 
poros muito pequenos (a bactéria não passa pelos 
poros). 
• Filtro é transferido para uma placa de Petri contendo um 
suporte embebido em nutriente líquido, permitindo que 
as colônias bacterianas se desenvolvam sobre a 
membrana de filtro. 
3) Contagem direta ao Microscópio 
 
• Colocar um volume conhecido da suspensão bacteriana 
em uma área definida da lâmina de microscópio. 
• Bactéria é visualizada pela adição de um corante. 
4) Turbidimetria 
 
• Espectrofotômetro: instrumento mais utilizado para 
determinar a turbidez de uma amostra. 
Fonte 
 de luz 
Filtro Amostra 
contendo 
células 
microbianas 
Detector 
sensível 
á luz 
Leitura dos 
resultados 
em absorbância 
ou transmitância 
no espectrofotômetro 
DETERMINAÇÃO DE CRESCIMENTO MICROBIANO POR 
TURBIDIMETRIA 
OBRIGADA!